鸡蛋保护装置

鸡蛋保护装置

班级：09机械2班学号：0915020098 姓名：许东亮

指导老师：江帆

摘要本文是设计一装置要使鸡蛋在1.5米的空中自由下落而不会摔坏。

关键字鸡蛋保护装置

1. 前言

1、动量定理表达式：Ft =△p 其中△p指的是动量的变化，F指的是冲力的大小，t指的是力的作用时间。由于鸡蛋在下落的过程中，动量的变化△p一定，鸡蛋所受的力F与力的作用时间t成反比，即t越大，F就越小，作用在鸡蛋上的力就越小。这样，鸡蛋就不容易碎了。

2、由空中垂直下落的物体所受空气阻力f与空气的密度ρ、物体的有效横截面积S、下落的速率v的平方成正比，阻力的大小可表示为f=CρSv2，其中C 为阻力系数，一般在0.2～0.5之间，ρ=1.2kg/m3，物体下落经过一段时间将达匀速，这称为终极速率。我们可以发现如下的一些日常现象：雨滴在空气中下落，速度越来越快，所受空气阻力也越来越大。当阻力增加到与雨滴所受重力相等时，二力平衡，雨滴开始匀速下落。跳伞运动员在空中张开降落伞，凭借着降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力，得以比较缓慢地降落。这些都是这个公式在生活中的应用。明白了这以后，就不会认为装置的加速度是9.8m/s2了。

3、一切物体都具有惯性。在“高空坠蛋”整个装置落地的一瞬间，装置静止，然而鸡蛋由于惯性，还会继续运动，造成与装置挤压、碰撞，容易损坏。如何将鸡蛋由于具有惯性而造成的影响降到最低，还需要我们进一步分析解决。

结合理论分析和从各种途径搜集到的类似比赛的方案，比较常见且有一定可行性的方案有以下几种：

1.降落伞型：顾名思义，这是利用降落伞增大空气阻力，以使鸡蛋连同整个装置平稳落地。这种方案较为简单，但因为我们这次是从1.5m处开始下落，整个装置未能达到较小的速度就有可能接触地面，这样有可能会导致鸡蛋破碎。

2.外包装型：用较多的减震材料如泡沫、棉花等，将鸡蛋严严实实地包装起来，通过这些减震材料的缓冲作用以达到保护鸡蛋的目的。这种方案有一定的可

行性，但规则要求尽可能裸露，而且对材料的性能要求较高，所以这个方案不太合理。

3.不倒翁型：把重心尽可能降低，使得装置下落时能保持稳定状态，确保始终让一个面着地。这样就只需要保护好一个面就行了，从而节省材料。不过，为了确保装置的重心降低，势必要在装置底部放上一个质量较大的物体，这就加重了整个装置，导致落地瞬间整个装置所受到的力变大，容易击碎鸡蛋。

4.多面体型：把装置制作成一个多面体，将鸡蛋固定在多面体得中央，使整个鸡蛋悬空。这种方案不论装置那个面着地，鸡蛋都不会着地，而且制作多面体只需要简单的骨架，因而重量会大大降低，所受空气阻力较小，稳定性强。但缺点是多面体不易扎制，结实程度因人而异，落地后有可能会散架，鸡蛋也就岌岌可危了。

5.吸管组型：用几根吸管绑在一起做成吸管组，再将几组吸管组搭成成金字塔型，将鸡蛋夹在中间，用胶条等固定。由于吸管是中空的，可以起到缓冲的作用。这种方案的材料来源广泛，经济实惠，重量轻，体积小，有一定的可行性。

6.综合型：将上面几种方案和其他一些方案如滑翔机型等通过一定的方式结合起来使用。这样做安全性能应该会大大提高，但其他方面如材料来源、材料加工，装置组装等可能会出现问题。

综上所述，我采用了降落伞的方案，不过将降落伞改为气球了。

2.保护装置制造

1）保护装置器材

细线数条、气球一条、A4纸一张，一卷透明胶、海绵、鸡蛋一只

2）装置制作

将A4纸叠成一无盖立方体盒子，并在顶端扎四个小孔；

在盒子底部和四壁塞上海绵；

用细线绑住小孔，另一端绑住气球；

3）制作原理

利用气球增大空气阻力，增减浮力，降低下降速度，以使鸡蛋能平稳降落；利用海绵，达到减震的效果。

结论：

高空坠蛋，看似不可能的事情经过一番讨论分析也会变成现实。科学的魅力正在于此。它能用科学的手段解决这种类似问题。小小的高空坠蛋中竟有这么复杂的内容，竟蕴涵着这么多的科学道理，不禁想起毕达格拉斯的一句话：处处留心皆学问。留心身边的小事吧！其中会蕴涵着丰富的科学道理，只要我们去发现，去实践。科学真理的大门刚刚向我们敞开，里面充满了神秘与未知，等待我们去探索！